Artikel Diterima: 8 Agustus 2020 Disetujui: 1 Desember 2020 307 REVIEW ARTIKEL: SOLID LIPID NANOPARTICLES (SLN) METODE
DAN KARAKTERISTIK
Ilhanni Khoerunisa*, Aji Najihudin, Siti Hindun
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Garut *: ilhanikhoe1@gmail.com
ABSTRAK
Solid Lipid Nanoparticles (SLN) merupakan generasi baru dari nanopartikel yang tersusun dari zat aktif, lemak padat, air dan surfaktan. SLN memiliki banyak keuntungan dengan memiliki ukuran partikel yang kecil yaitu 50-1000 nm dan nilai efisiensi penjerapan yang besar yaitu 40-100 %. SLN memiliki ukuran partikel yang kecil dengan nilai indeks polidispersitas yang mendekati angka nol. Metode pembuatan SLN yang digunakan salah satunya HPH/ Homogenitas tekanan tinggi di mana metode ini menggunakan tekanan berskala tinggi sebagai cara untuk mendapatkan ukuran partikel yang kecil. Metode HSH/ Homogenitas kecepatan tinggi menggunakan kecepatan pengadukan sebagai parameter keberhasilan dalam pembuatan nanopartikel. Metode emulsifikasi pelarut merupakan metode yang tidak menggunakan suhu tinggi pada proses homogenitasnya akan tetapi metode ini menggunakan pelarut organik. Karakteristik SLN yang paling penting yaitu ukuran partikel dan nilai efisiensi penjerapan. Kedua karakteristik tersebut sangat dipengaruhi besar kecilnya konsentrasi lemak padat dan surfaktan. Semakin besar penggunaan surfaktan maka ukuran partikel menjadi kecil dan nilai efisiensi penjerapan semakin besar. Jika konsentrasi lemak padat yang digunakan semakin besar maka ukuran partikel menjadi besar, begitupun dengan nilai efisiensi penjerapan akan semakin besar dikarenakan lemak akan memberikan lebih banyak ruang untuk zat aktif terjerap.
Kata kunci : Solid Lipid Nanoparticles, Ukuran partikel. Efisiensi penjerapan. ABSTRACT
Solid Lipid Nanoparticles are composed of active substances, solid fats, water and surfactants. SLN has advantages by having a small particle size of 50-1000 nm and a large absorption efficiency value of 40-100%. SLN has a homogeneous particle size with a IP value that is closed to zero. One of the methods used to produce SLN is HSH/ High pressure homogeneity where the process uses pressure to produce small particle size. The HSH/ High-speed homogeneity method uses stirring speed as a parameter in the manufacture of nanoparticles. Solvent emulsification method does not use high temperatures in the homogeneity process. The most important SLN characteristics are particle size and entrapment efficiency values. These characteristics are strongly influenced by large concentration of solid fat and surfactants. The greater amount of the surfactant used, the smaller the particle size and the increasing value of the trap efficiency. If the solid fat concentration used is greater, the particle size will be as larger, but the absorption efficiency value will be greater because the fat will provide more space for the active substance to be entrapped.
308 Keywords: solid lipid nanoparticles, entrapment, particles size.
PENDAHULUAN
Nanopartikel merupakan sistem penghantaran obat yang berukuran 10-1000 nm yang tersusun atas lemak, karbohidrat, protein dan polimer sintetik1. Nanopartikel
banyak digunakan dalam pembuatan obat dengan target yang spesifik karena ukurannya yang kecil, contohnya pada obat terapi kanker2.
SLN sebagai generasi pertama nanopartikel sekaligus alternatif sistem pembawa menggantikan pembawa koloid tradisional seperti emulsi, liposom dan nanopartikel3.
Solid Lipid Nanopartikel (SLN) atau nanopartikel lemak padat dikenalkan pertama kali pada tahun 1991 dengan lemak padat sebagai fase terdispersinya.
Solid Lipid Nanopartikel (SLN) memiliki karakteristik ukuran partikelnya kecil dan luas permukaan besar. Karakteristik SLN yang baik dapat dilihat dari nilai efisiensi penjerapan, ukuran partikel dan indeks polidispersitas. SLN merupakan koloid pembawa yang terdiri dari lemak padat, air dan
surfaktan1. Ukuran partikel SLN
berkisar antara 50-1000 nm dengan nilai indeks polidispersitas tidak boleh melebihi 0,34,5. Nilai efisiensi
penjebakan 40-100 %6. SLN
memungkinkan pengendalian, pelepasan, meningkatkan stabilitas obat, meningkatkan bioavailabilitas memungkinkan penyatuan obat-obat lipofilik dan hidrofilik, karena ukuran partikelnya yang kecil memungkinkan untuk mencapai target yang spesifik ke dalam sel atau
SLN dapat digunakan untuk berbagai rute aplikasi yaitu, parenteral, oral, dermal, dan rektal. Terdapat banyak penelitian mengenai pembuatan sediaan dengan menggunakan SLN sebagai sistem pembawa seperti pembuatan Vit A dengan SLN untuk sediaan topikal, formulasi SLN Glukokorticoid
sebagai topikal, formualsi ibuprofen sebagai obat kanker pancreas dan formulasi SLN Ramipril9, 12, 13.
METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penulisan review artikel ini adalah metode studi pustaka yang berasal
309 dari jurnal ilmiah dan artikel ilmiah
secara elektronik dengan cara mengakses situs pencarian jurnal internasional dan nasional melalui
google scholar. Pencarian tersebut
menggunakan kata kunci Solid Lipid
Nanoparticles, lemak padat nanopartikel, High Pressure Homogenization, High shear Homogenization, Nanoparticles, Hot Homogenization. Emulsifikasi pelarut, Nanaoteknologi. Setelah
diproleh kemudian dilakukan
skrining data untuk mendapatkan
pustaka yang akan digunakan dalam artikel. Pustaka yang digunakan adalah pustaka yang berhubungan dengan sistem penghantaran Solid
Lipid Nanoparticles.
HASIL DAN PEMBAHASAN Homogenitas Tekanan Tinggi
(HPH/ High Pressure
Homogenization).
HPH merupakan metode yang pertama kali digunakan untuk memproduksi SLN. Metode ini hingga kini masih menjadi pilihan dikarenakan proses pengerjaan yang mudah7. HPH digunakan untuk
menghomogenkan sediaan dengan ukuran partikel yang kecil10. Pada
SLN dibutuhkan ukuran partikel dengan rata-rata 50-1000 nm13.
Penggunaan HPH dapat menimalkan ukuran partikel yang diinginkan sesuai dengan rata-rata ukuran pertikel SLN. Secara umum penggunaan teknik ini menggunakan tekanan berskala tinggi. Tekanan diataur antara 250-1500 bar10.
Tekanan sangat mempengaruhi terhadap hasil akhir evaluasi SLN diantaranya ukuran partikel10. Pada
penelitian sebelumnya melalukan uji optimasi pada penggunaan tekanan homogenitas serta dinyatakan tekanan yang dapat menghasilkan ukuran partikel yang dapat memuhi karakteristik SLN yaitu dengan tekanan maksimal 1500 bar dengan ukuran partikel 71 nm dan nilai efisiensi penjerapan sebesar 91 %. Semakin besar tekanan yang digunakan dapat menghasilkan ukuran partikel10.
Pada beberapa penelitian Metode HPH ini memiliki keuntungan diantaranya dapat menimalkan penggunaan pelarut
310 organik, waktu produksi yang
singkat, cocok digunakan untuk skala besar dan dapat disesuaikan dengan melihat sifat fisikokimia dari zat-zat yang akan digunakan contohnya dengan pendekatan dua metode, cara panas dan cara dingin7, 14.
Homogenitas cara panas merupakan metode yang mengutamakan temperatur tinggi. Biasanya menggunakan suhu yang lebih tinggi dari titik leleh lemak sekitar 5-10℃8. Suhu yang digunakan
ini dapat mempengaruhi viskositas sediaan, adanya pemanasan pada proses pembuatan mengakibatkan viskositasnya menjadi turun dan ukuran partikel menjadi kecil15.
Seperti dalam percobaan yang dilakukan oleh Duran-lobato tahun 2013, semakin tinggi tekanan homogenitas yang digunakan akan menghasilkan ukuran partikel yang kecil10. Akan tetapi penggunaan
tekanan dan kecepatan homogenitas dapat mempengaruhi besarnya energi kinetik yang mengakibatkan ukuran partikel membersar. Sedangkan pada homogenitas cara dingin digunakan untuk sediaan yang rentan terhadap
panas dan untuk memperbaiki kekurangan yang ada pada homogenitas cara panas14.
Homogenitas Kecepatan Tinggi (HSH/High Shear Homogenization) Homogenitas kecepatan tinggi atau HSH merupakan metode yang dipengaruhi oleh kecepatan dan lama pengadukan sehingga pada metode ini tidak membutuhkan konsentrasi surfaktan yang banyak karena sediaan akan mengalami proses gesekan antar partikel yang menyebabkan ukuran partikelnya menjadi kecil16.
Mengaplikasikan metode ini yaitu dengan cara mendispersikan fase lemak yang mengandung senyawa aktif dan fase air yang mengandung surfaktan kemudian dipanaskan di atas titik leleh lemak (5-10℃)11. Pada
beberapa penelitian sebelumnya dilakukan optimasi kecepatan pengadukan yang dapat menghasilkan ukuran partikel yang memenuhi karakteristik SLN (50-1000 nm)4. Semakin cepat proses
homogenitas makan akan menghasilkan ukuran partikel yang semakin kecil5.
311 Tabel 1. Pengaruh kecepatan
terhadap ukuran partikel SLN
Kecepatan Ukuran partikel Sumber
24000 rpm 174 nm (11) 12000 rpm 187 nm (16) 6000 rpm 1069 nm (16) Emulsifikasi Pelarut/Solvent Emulsification Evaporation
Emulsifikasi pelarut merupakan metode yang menggunakan temperatur rendah sehingga dapat digunakan pada zat aktif yang rentan terhadap pemanasan selama proses homogenitas17. Akan tetapi pada
metode ini menggunakan pelarut organik dan sangat dipengaruhi oleh lemak sebagai fase terdispersi18. Pada
prosesnya fase lemak dilarutkan pada pelarut organik yang kemudian didipersikan pada fase air dan dilakukan homogenitas dan dalam proses homogenitas tersebut pelarut organik yang digunakan akan diuapkan17, 18. Proses homogenitas
pada metode ini menggunakan ultrasonikasi atau strring tanpa menggunakan temperatur yang tinggi19. Akan tetapi metode ini sering
kali menghasilkan ukuran partikel yang lebih besar dikarenakan tidak menggunakan pemanasan pada saat homogenitas. Oleh karena itu pada
metode ini sangat dipengaruhi oleh konsentrasi penggunaan lemak dan surfaktan sehingga akan dapat menghasilkan rata-rata ukuran partikel SLN (50-1000 nm)4. Seperti
pada penelitian tahun 2015 penggunaan konsentrasi lemak yang semakin besar dengan konsentrasi surfaktan yang tetap akan menghasilkan ukuran partikel yang besar meskipun masih dalam rata-rata ukuran partikel SLN. Akan tetapi dapat mememuhi nilai efiseinsi penjerpan yang baik6.
Karakteristik Solid Lipid Nanoparticles (SLN)
1. Efisiensi Penjerapan (EP) Efisiensi penjerapan/ EP merupakan salah satu karakteristik SLN yang digunakan untuk mengukur atau menganalisa seberapa banyak zat aktif yang dapat terjerap didalam sistem penghantar. Analisa dilakukan dengan menggunakan spektrofotometri dengan metode sentrifugasi dan dihitung menggunakan rumus:
% EP =𝐶𝑎−𝐶𝑏
𝐶𝑎 × 100%
Ca merupakan jumlah zat aktif didalam sistem penghantar SLN, dan
312 Cb merupakan jumlah zat aktif yang
diluar sistem penghantar SLN20.
Pada karakteristik sistem penghantar SLN sangat dipengaruhi oleh penggunaan lipid padat dan surfakatan. Surfaktan selain berfungsi sebagai emulgator dan penstabil dapat berfungsi sebagai penghambat penggabungan kembali globul lemak yang terdispersi6. Surfaktan juga
memiliki sifat hidrofilik dan hidrofobik sehingga dapat membatasi partikel untuk bergabung membentuk gumpalan21.
Penelitian tahun 2014 oleh Amalia dan penelitian tahun 2015 oleh Fauziah nilai EP sistem penghantar SLN sekitar 40– 90%15,12.
Pada penelitian tahun 2013 oleh Ekambram dinyatakan konsentarasi lipid dan surfaktan memiliki pengaruh besar terhadap besar kecilnya nilai EP. Semakin besar konsentarasi surfaktan yang digunakan makan nilai EP yang dihasilkan akan semakin besar13.
Begitu pula dengan pengaruh penggunaan lipid padat dalam sediaan SLN. Semakin besar konsentasi yang digunakan makan nilai EP akan
semakin besar hal ini dikarenakan peningkatan jumlah lemak akan memberikan zat aktif ruang untuk lebih terinkorporasi dalam sistem SLN6.
Terdapat banyak surfaktan yang sering digunakan. Diantaranya: Poloxamer 188, Poloxamer 407, lesitin, ethanol, tween 80. Dalam beberapa penelitian penggunaan surfaktan di atas memiliki nilai efisiensi penjerapan yang baik15.
Penggunaan lemak yang sering banyak digunakan yaitu asam stearat, GMS6.
Tabel 2. Pengaruh lemak dan surfaktan terhadap Nilai efisiensi penjerapan
Lemak Surfaktan Efisiensi Penjerapan GMS 6 % Poloxamer 188 (1%) 81,97 % Poloxamer 188 (1.5 %) 84,13 % Poloxamer 188 (2 %) 85,70 % GMS 1 % Lesitin 1 % 44,336 % GMS 2 % 47,506 %
2. Ukuran Partikel dan Indeks Polidispersitas
Ukuran partikel dan Indeks polidispersitas (IP) merupakan salah satu faktor penting dalam evaluasi
313 akhir pembuatan sediaan SLN.
Kecilnya ukuran partikel memungkinkan untuk mencapai target yang spesifik kedalam sel atau jaringan karena SLN memiliki ukuran yang relatif kecil yaitu 50-1000 nm9,22. Ukuran partikel juga sangat
mempengaruhi kelarutan karena akan memperluas permukaan yang menyebabkan mudahnya sistem SLN mencapai target yang spesifik23.
Pengukuran/ analisa dilakukan dengan menggunakan alat PSA (Particles Size Analyzer) atau TEM (Transmission Electron Microscopy)14,11.
SLN memiliki rara-rata ukuran partikel. Ukuran partikel dan IP sangat dipengaruhi oleh konsentrasi lemak dan surfaktan. Semakin besar konsentrasi lemak pada sediaan maka akan semakin besar pula ukuran partikel dan IP dikarenakan semakin banyaknya penambahan konsentrasi lemak padat dan jumlah surfaktan yang tetap akan mengakibatkan lemak beraglomerasi karena luas permukaan yang tidak tertutupi surfaktan24. Fungsi penambahan
surfaktan dalam sistem SLN sangat
mempengaruhi ukuran partikel karena surfaktan memiliki sifat hidrofilik dan hidrofobik yang dapat menghambat partikel untuk bergabung membentuk gumpalan21.
Semakin banyak konsentrasi surfaktan yang digunakan maka akan memperkecil ukuran partikel. Penelitian tahun 2019 dinyatakan surfaktan yang memiliki tegangan permukaan yang kecil akan menghasilkan ukuran diameter partikel yang lebih kecil15.
Indeks Polidispersitas (IP) merupakan nilai dari keseragaman ukuran dan distribusi ukuran partikel di mana nilai IP yang mendekati nol dan tidak lebih dari 0,3 maka distribusi ukuran partikel semakin sempit dan ukuran partikel semakin seragam (monodispersi)22. Semakin
kecil ukuran partikel maka kelarutan semakin meningkat, sehingga akan meningkatkan ketersediaan hayati dalam tubuh25. Dikarenakan semakin
kecil ukuran partikel akan sangat mudah untuk diserap oleh tubuh23.
Tabel 3. Pengaruh lemak dan surfaktan terhadap ukuran partikel dan IP
314
Lemak surfaktan partikel Ukuran (nm) (IP) Setil palmitat 20 % Poloxamer 188 10 % 174 0,111 GMS 1 % Lesitin 1 % 425 0,387 GMS 2 % Lesitin 1 % 734 0,401 KESIMPULAN
SLN/ solid lipid nanopartikel merupakan sistem pembawa baru berukuran nanopartikel (50-1000 nm) yang tersusun dari zat aktif, air dan surfaktan. Pada pembuatannya terdapat beberapa metode diantaranya HPH/ High Pressure Homogenization dengan tekanan sebagai prinsip kerjanya. HSH/ High Shear Homogenization menggunakan pengadukan kecepatan tinggi untuk menghasilkan ukuran partikel yang kecil. kemudian Emulsifikasi pelarut di mana metode ini tidak menggunakan pemanasan saat proses homogenitasnya melainkan dengan penambahan pelarut organik. Pada karakteristiknya yang paling mempengaruhi pada hasil akhir evaluasi yaitu konsentrasi penambahan lemak padat dan surfaktan.
UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terima kasih disampaikan kepada pihak institusi pendidikan Universitas Garut yang memberikan motivasi sehingga review artikel ini dapat terselesaikan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Ramadon D, Mun’im A. Pemanfaatan Nanoteknologi dalam Sistem Penghantaran Obat Baru untuk Produk Bahan Alam. J Ilmu Kefarmasian Indones. 2016;14(2)(2):118– 27.
2. Masitoh A, Sopyan I. Formulasi Nanopartikel Tanaman Herbal Untuk Terapi Kanker. Farmasetika.com (Online). 2019;4(5):165–72.
3. Kesharwani R, Sachan A, Singh S, Patel D. Formulation and evaluation of solid lipid nanoparticle (SLN) based topical gel of etoricoxib. J Appl Pharm Sci. 2016;6(10):124–31. 4. Vaghasiya H, Kumar A, Sawant
K. Development of solid lipid nanoparticles based controlled release system for topical delivery of terbinafine hydrochloride. Eur J Pharm Sci [Internet]. 2013;49(2):311–22.
Available from:
http://dx.doi.org/10.1016/j.ejps .2013.03.013
5. Suprobo G, Rahmi D. Pengaruh Kecepatan Homegenisasi Terhadap Sifat Fisika dan Kimia Krim Nanopartikel dengan Metode High Speed
315 Homogenization (HSH). J
Litbang Ind. 2015;5(1):1. 6. Fauziah. Formulasi,
Karakterisasi dan Uji Penetrasi In Vitro Resveratrol Solid Lipid Nanopartikel dalam Masker clay Topikal. 2015;Jurnal Iol(2):137–44.
7. Silva AC, González-Mira E, García ML, Egea MA, Fonseca J, Silva R, et al. Preparation, characterization and biocompatibility studies on risperidone-loaded solid lipid nanoparticles (SLN): High pressure homogenization versus ultrasound. Colloids Surfaces B Biointerfaces [Internet]. 2011;86(1):158–65.
Available from:
http://dx.doi.org/10.1016/j.cols urfb.2011.03.035
8. Sun J, Bi C, Chan HM, Sun S, Zhang Q, Zheng Y. Curcumin-loaded solid lipid nanoparticles have prolonged in vitro antitumour activity, cellular uptake and improved in vivo bioavailability. Colloids Surfaces B Biointerfaces [Internet]. 2013;111:367–75. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.cols urfb.2013.06.032
9. Thakkar A, Chenreddy S, Wang J, Prabhu S. Evaluation of ibuprofen loaded solid lipid nanoparticles and its combination regimens for
pancreatic cancer
chemoprevention. Int J Oncol. 2015;46(4):1827–34.
10. Durán-Lobato M, Enguix-González A, Fernández-Arévalo M, Martín-Banderas L.
Statistical analysis of solid lipid nanoparticles produced by high-pressure homogenization: A practical prediction approach. J Nanoparticle Res. 2013;15(2).
11. Amalia A, Jufri M, Anwar E. Preparasi dan Karakterisasi Sediaan Solid Lipid Nanoparticle ( SLN ) Gliklazid ( Preparation and Characterization of Solid Lipid Nanoparticle ( SLN ) of Gliclazide ). 2015;13(1):108– 14.
12. Jenning V, Schäfer-Korting M, Gohla S. Vitamin A-loaded solid lipid nanoparticles for topical use: Drug release properties. J Control Release. 2000;66(2–3):115–26.
13. Ekambaram P, Abdul Hasan Sathali A. Formulation and evaluation of solid lipid nanoparticles of ramipril. J Young Pharm. 2011;3(3):216– 20.
14. Al Haj NA, Abdullah R, Ibrahim S, Bustamam A. Tamoxifen drug loading solid lipid nanoparticles prepared by hot high pressure homogenization techniques. Am J Pharmacol Toxicol. 2008;3(3):219–24.
15. Handayani D, Dominica D. Jurnal Farmasi Dan Ilmu Kefarmasian Indonesia Vol. 5 No. 1 Juli 2018 36. 2018;5(1):36–44.
16. Gardouh A, Ghorab M, Abdel-Rahman S. Effect of Viscosity, Method of Preparation and Homogenization Speed on Physical Characteristics of
316 Solid Lipid Nanoparticles.
ARPN J Sci Technol [Internet]. 2011;2(10):996–1006.
Available from:
http://www.ejournalofscience.o rg/archive/vol2no10/vol2no10_ 16.pdf
17. Trotta M, Debernardi F, Caputo O. Preparation of solid lipid nanoparticles by a solvent emulsification-diffusion
technique. Int J Pharm. 2003;257(1–2):153–60.
18. Mappamasing F, Anwar E, Mun’im A. Formulation, Characterization and In Vitro Penetration Study of Resveratrol Solid Lipid Nanoparticles in Topical Cream. J Ilmu Kefarmasian Indones. 2015;13(2):137–44. 19. Pooja D, Tunki L, Kulhari H,
Reddy BB, Sistla R. Optimization of solid lipid nanoparticles prepared by a single emulsification-solvent evaporation method. Data Br [Internet]. 2016;6:15–9.
Available from:
http://dx.doi.org/10.1016/j.dib. 2015.11.038
20. Mohamed RA, Abass HA, Attia MA, Heikal OA. Formulation and evaluation of
metoclopramide solid lipid nanoparticles for rectal suppository. J Pharm Pharmacol. 2013;65(11):1607– 21.
21. Wardiyati S, Yusuf S. Metode Emulsi Menggunakan Surfaktan Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide ( Ctab ). 2007;151–5.
22. Jafar G, Agustin E, Puryani D. Pengembangan Formula Solid Lipid Nanoparticles (SLN) Hidrokortison Asetat. J Pharmascience. 2019;6(1):83. 23. Biochemistry C, Ambarsari L,
Nurcholis W, Darusman LK. Characterization and Toxicity of Temulawak Curcuminoid Nanoparticles. 2017;3(1):43– 53. 24. Tiyaboonchai W, Tungpradit W, Plianbangchang P. Formulation and characterization of curcuminoids loaded solid lipid nanoparticles. Int J Pharm. 2007;337(1–2):299–306. 25. Yeni G, Silfia S, Diza YH.
Pengaruh jenis pelarut dan kecepatan homogenizer terhadap karakteristik partikel katekin gambir. J Litbang Ind. 2019;9(1):9.
